流動電位英文解釋翻譯、流動電位的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 streaming potential
分詞翻譯:
流的英語翻譯:
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【計】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【醫】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
動電的英語翻譯:
【醫】 dynamic electricity
位的英語翻譯:
digit; location; place; potential; throne
【計】 D
【化】 bit
【醫】 P; position
【經】 bit
專業解析
流動電位(Streaming Potential),作為電化學中的重要概念,指當液體(通常是電解質溶液)在壓力梯度驅動下流經多孔介質、毛細管或微通道時,在流動方向上産生的電勢差。它是電滲現象(Electroosmosis)的逆過程,是固液界面雙電層(Electric Double Layer, EDL)效應在流體運動中的直接體現。
物理機制:
- 雙電層基礎: 當固體表面與電解質溶液接觸時,由于表面電荷(如矽酸鹽表面的負電荷)吸引溶液中帶相反電荷的離子(反離子),會在固液界面處形成雙電層。雙電層由緊密吸附的斯特恩層(Stern Layer)和呈擴散分布的擴散層(Diffuse Layer)組成。
- 電荷分離: 當液體在壓力差作用下流過毛細管或多孔介質時,靠近管壁擴散層内攜帶淨電荷(與管壁表面電荷相反)的液體被驅動向前流動。而管壁表面電荷(及其緊密吸附的反離子)則相對固定。這種運動導緻電荷在流動方向上發生分離,從而在毛細管或介質的兩端産生電勢差,即流動電位。
- 方向關系: 流動電位的方向取決于固體表面的電荷性質。對于帶負電荷的表面(如玻璃、二氧化矽),流動液體帶正電,流動電位方向與流動方向相同。對于帶正電荷的表面,則相反。
測量與表達式:
流動電位($E$)與施加的壓力差($Delta P$)成正比,比例系數稱為流動電位系數(Streaming Potential Coefficient):
$$ E = frac{epsilon zeta}{eta sigma} Delta P $$
其中:
- $epsilon$ 是液體的介電常數,
- $zeta$ (Zeta Potential) 是表征固液界面電學性質的Zeta電位(滑動面處的電位),
- $eta$ 是液體的粘度,
- $sigma$ 是液體的電導率。
此公式(Helmholtz-Smoluchowski方程)是描述流動電位的基本關系式,適用于毛細管或孔隙尺寸遠大于雙電層厚度且表面電導可忽略的情況。
應用場景:
- Zeta電位測量: 流動電位法是實驗測定Zeta電位(表征膠體穩定性、表面電荷的關鍵參數)最常用的方法之一。通過測量已知壓力差下的流動電位,結合液體性質參數,即可計算Zeta電位。
- 地質與石油工程: 研究岩石孔隙中的流體流動、油藏工程中的地層損害(如粘土膨脹、微粒運移)、提高原油采收率(EOR)等。
- 膜科學與技術: 評估過濾膜、反滲透膜、納濾膜等表面的荷電性質、污染傾向及清洗效果。
- 微流控與芯片實驗室: 在微納尺度通道中,流動電位效應顯著,影響流體操控、混合及生物分子檢測。
- 膠體與界面科學: 研究顆粒分散穩定性、絮凝、沉積行為。
參考來源:
- Hunter, R. J. (1981). Zeta Potential in Colloid Science: Principles and Applications. Academic Press. (經典著作,詳細闡述Zeta電位理論及包括流動電位在内的測量方法)
- Delgado, Á. V. (Ed.). (2002). Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis. Marcel Dekker. (涵蓋界面電動力學現象,包括流動電位的原理與應用)
- Kirby, B. J. (2010). Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics: Transport in Microfluidic Devices. Cambridge University Press. (讨論微納尺度下的流體力學,包含電滲流、流動電位等效應及其在微流控中的應用)
- 國際期刊《Journal of Colloid and Interface Science》 經常發表涉及流動電位測量、理論模型及應用的最新研究論文。
網絡擴展解釋
流動電位(Streaming Potential)是動電現象的一種,指液體在壓力差驅動下流經多孔介質或毛細管時,因固液界面電荷分離而産生的電勢差。以下是詳細解釋:
1. 基本原理
- 雙電層作用:固液界面通常存在雙電層,固體表面帶電荷(如負電),液體中的反離子(如正離子)分布在擴散層中。
- 電荷分離:當液體流動時,靠近固體表面的反離子被流體剪切力帶動,導緻電荷分布失衡,形成電勢差。
2. 數學表達式
流動電位 ( E ) 的計算公式為:
$$
E = frac{epsilon zeta}{eta lambda} cdot Delta P
$$
- 符號含義:
- ( epsilon ): 液體介電常數
- ( zeta ): Zeta電位(固液界面滑動面的電勢)
- ( eta ): 液體粘度
- ( lambda ): 液體電導率
- ( Delta P ): 壓力差
3. 影響因素
- 溶液性質:離子濃度升高會壓縮雙電層,降低流動電位。
- 表面電荷:固體表面電荷密度越大,Zeta電位越高,流動電位越顯著。
- 流體性質:粘度高或電導率高的液體産生的流動電位較小。
4. 應用領域
- 石油工業:評估油藏岩石的滲透性和表面電荷特性。
- 生物醫學:研究微流控芯片中的液體輸運或細胞膜通透性。
- 材料科學:表征多孔材料(如濾膜、陶瓷)的表面電化學性質。
- 環境監測:分析地下水流動對土壤電位的影響。
5. 與電滲現象的關系
流動電位與電滲(Electroosmosis)互為逆過程:前者是流動産生電場,後者是電場驅動流動,兩者均屬于動電效應。
若需進一步了解實驗測量方法(如毛細管法)或具體案例,可提供補充說明。
分類
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